基于結構分解模型的江蘇省碳排放實證分析

摘 要：結合1997—2007年投入產出表，利用結構分解模型對江蘇省碳排放的影響因素進行分析，發現：1997—2007年間，能源使用效率是促進二氧化碳完全排放強度下降的主要原因；投入技術的累計影響不明顯，但增加二氧化碳完全排放強度的趨勢明顯；最終需求產品結構阻礙二氧化碳完全排放強度的下降；而最終需求分配結構對二氧化碳排放強度的影響方向不一，是2002—2005年間二氧化碳排放強度上升的主要原因。

關鍵詞：二氧化碳排放強度；投入產出；結構分解

中圖分類號：F061.5 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2014）02-0196-03

引言

伴隨著經濟的快速發展，中國的能源消費呈現了快速的增長。該快速增長帶來的直接后果是溫室氣體的大量排放。作為我國經濟發展最快的省份之一，為滿足工業和經濟發展的需求，江蘇省成為我國能源消耗大省，屬于CO2重度排放區域之一。近些年來，江蘇省CO2的排放量仍在不斷的增長。

目前，國內對CO2排放問題的研究主要以全國為研究對象，具體到某一省份的相關研究較少。有關江蘇省CO2研究的主要有張秀梅（2010）、趙欣（2010）、梁潔（2013）等。就目前的研究來看，對江蘇省CO2的研究主要是利用LIMI因素分解分析法，較少涉及結構分解法。相較于因素分解分析法，結構分解法不僅考慮了各部門能源消費中的直接CO2排放量，而且考慮到了能源間接消費所導致的二氧化碳的排放量（陳紅敏，2009）。本文考慮了19種不同能源碳排放系數的差別，對CO2的排放量進行了更為精確的估算，并采用結構分解法，對影響江蘇省的CO2完全排放強度的因素進行分析。

一、江蘇省二氧化碳排放量的估算

（一）估算方法

由于能源部門對CO2排放總量的貢獻占90%以上，本文主要估算與江蘇省能源活動有關的CO2排放。根據政府間氣候變化專門委員會（IPCC，2006）介紹，估算化石燃料燃燒排放CO2的方法如下：

C=Ej×NCVi×CCi×COi×（44/12） （1）

式（1）種，C代表二氧化碳排放總量，i代表消耗的能源種類，E代表能源實物消耗量，NVC代表各類能源凈發熱值，CC代表碳含量，即單位熱值當量的碳排放因子，CO代表碳氧化率，44/12 代表二氧化碳對碳的分子量比值。

（二）數據說明

1.能源實物消耗量

各部門的能源消費種類細化為19種，具體能源實物消耗量由相應年份《中國能源統計年鑒》終端消費量給出。

除電力和熱力外，可假定在1997—2007年這一比較短的時間段內，其他各類能源的碳排放參數的微小變化可忽略。參數設定說明如下：（1）能源凈發熱值：根據《綜合能耗計算通則》（GB-T2589-2008）附錄A，可獲取除型煤、其他石油制品和其他焦化產品之外的各類化石燃料凈發熱值的數據；根據《國家溫室氣體庫存指南》（IPCC，2006），可獲取型煤、其他石油制品和其他焦化產品的凈發熱值數據。（2）碳含量：各類能源碳含量數據由《國家溫室氣體庫存指南》（IPCC，2006）獲取。（3）碳氧化率：由于在燃燒過程中，化石燃料中絕大部分都被氧化，故碳氧化率缺省值設為1。

2.電力及熱力的二氧化碳排放因子

由于在短時間內火力發電及供熱的燃料構成和技術條件都可能有較大變化，因而，我們需要對不同年份的電力和熱力二氧化化碳排放系數進行估算。借鑒周五七（2012）的估算方法：（1）根據火電部門在發電中各類燃料消耗量計算火力發電過程中能源消耗產生的二氧化碳排放總量；（2）將所得到的二氧化碳排放總量除以當年全部的電力供應量，得到當年平均電力二氧化碳排放因子。同理，可得到各年熱力二氧化碳排放因子。

（三）估算結果

根據能源消費數據和所設定的參數，1997、2000、2002、2005及2007年江蘇省二氧化碳排放總量及各部門二氧化碳排量的估算結果如表1所示。

由表1可以看出，江蘇省CO2排放總量呈不斷上升趨勢，且從2002年開始上升速度明顯加快，截止至2007年，排放總量已接近5億噸。CO2排放總量主要受到工業部門的影響，其排放量占總量的80%以上，且與總排放量保持非常一致的變化趨勢：除在1997—2007年間不斷增加外，2002開始開始急劇上升。除工業部門外，交通運輸、倉儲和郵政業的CO2排放量也有明顯上升。農林牧漁業部門的CO2排放量則排放總量有相反的趨勢：隨著時間的推移，CO2排放量逐步的下降。這是因為近些年來，第一產業的比重不斷下降，從而導致農業部門CO2放量不斷下降。建筑業、批發零售餐飲業及生活消費部門的CO2排放量則無明顯變化。

二、江蘇省二氧化碳排放的結構分解模型

（一） 結構分解模型的構建

假設將各產業部門CO2的排放總量為C，則有：

C=Ci=e×X （1）

其中：i表示各產業部門，e為各產業部門二氧化碳排放強度的行向量，ei=Ci/Xi，表示產業部門i的CO2直接排放強度，X為各產業部門總產出的列向量，Xi表示產業部門i的總產出。

根據投入產出模型的基本原理可得到：

X=（I-A）-1Y=（I-A）-1BFy=LBFy （2）

其中：A代表直接消耗系數矩陣，L代表完全需求系數矩陣，即列昂惕夫逆矩陣，Y表示最終需求的列向量，B代表最終需求產品結構系數矩陣，F代表最終需求分配系數列向量，y表示最終需求總量。

記I=C/y，則I表示江蘇省CO2完全排放強度。結合式（1）（2）可得：

I=eLBF （3）

根據式（3）可見，二氧化碳排放強度受以下幾個因素的影響：二氧化碳直接排放強度e，投入技術L，最終需求產品結構B，最終需求分配結構F。

根據結構分解法的基本思路，我們可將二氧化碳完全排放強度進行以下分解：

ΔIt=It-It-1=I（Δe）+I（ΔL）+I（ΔB）+I（ΔF） （4）

利用式（4），我們可得到各種因素的變動對二氧化碳排放強度變化的影響。本文參照Dietzenbacher et al（1998）所提出的方法，利用兩級分解的平均值來對各因素的變動所造成的影響進行測算。則式（4）可由以下幾個因素的變動之和進行表示：

ΔIe= ΔIL=

ΔIB= ΔIF=

其中：ΔIe表示直接碳排放強度的變動對I產生的影響，即能源使用效率對二氧化碳排放強度所帶來的影響，ΔIL表示投入技術的變動對I產生的影響，ΔIB表示最終需求產品結構的變動對I產生的影響，ΔIF表示最終需求分配結構的變動對I產生的影響。

（二）數據說明

本文選取江蘇省1997、2000、2002、2005及2007年的投入產出表及其延長表進行分析。在進行分析前，需進行行業調整和可比價調整。行業分類調整是指將不同年份的投入產出表統一口徑。以《中國能源統計年鑒》終端能源消費量中所給出的行業分類為基準，將投入產出表中所有行業劃分為六大類：農林牧漁業、工業、建筑業、交通運輸倉儲和郵政業、批發零售住宿和餐飲業、生活消費及其他。可比價調整是為剔除各年份因價格因素的變動所造成的影響。本文將各年投入產出表轉化為以1997年為基期價格的可比價投入產出表。

（三）實證結果

根據估算的CO2排放量、投入產出表和式（3），可得出CO2完全排放強度，如表2所示。

表2 江蘇省1997—2007年二氧化碳完全排放強度噸/萬元

根據CO2完全排放強度結構分解模型進行結構分解，結果如表3所示。

1.結果分析

表2中的數據顯示，1997—2007年10年間，江蘇省CO2完全排放強度整體呈現下降趨勢：由1997年的9.47噸/萬元下降至2007年5.51噸/萬元，累計下降幅度達42%。其中，1997年至2002年下降幅度明顯，2002年至2005年有小幅度上升。具體分析如下：

（1） CO2直接排放強度

CO2直接排放強度的變化反映了能源使用效率的變化。由表3中的數據可看出，1997—2007年間能源使用效率的變化對CO2完全排放強度影響最大：在其他影響因素保持不變的情況下，由于能源使用效率的變化導致CO2完全排放強度下降3.48噸/萬元，貢獻率為36.74%，是CO2完全排放強度下降的主要原因。表4中反映了1997—2007年間各產業部門CO2直接排放強度系數。不難看出，除建筑業和批發零售住宿及餐飲業有小幅度上升外，其他產業部門，尤其是工業部門，CO2直接排放強度都有明顯下降。這說明各部門，尤其是工業部門，能源使用效率的提高是降低二氧化碳排放強度的主要途徑。

（2）投入技術

由表3可知，1997—2000年及2000—2002年投入技術的變動在其他影響因素不變的情況下分別使CO2完全排放強度降低-0.17噸/萬元和-0.06噸/萬元。而2002—2005年及2005—2007年投入技術的變動則使得CO2完全排放強度分別上升0.12噸/萬元和0.14噸/萬元。造成這種現象的原因是1997—2002年間，在中國政府出臺相關整頓高能耗高污染的政策背景下，地方政府積極淘汰落后產能，使得工業部門的能源消耗出現短暫下滑。2002年后，為追求經濟的快速發展，開始了新一輪的以重化工業為主的經濟增長。這在一定程度上促使了CO2排放強度的上升。雖然1997—2007年投入技術的累計影響不明顯，但是從趨勢上來看其在增加CO2完全排放強方面的影響則有擴張趨勢。這說明，江蘇省整個生產部門對高能耗高排放的中間投入需求增加，粗放型的經濟增長方式并沒有得到有效改善。

（3）最終需求產品結構

最終需求產品結構的變化影響明顯，除1997—2000年階段使CO2完全排放強降低外，其他階段均使CO2完全排放強增加：2002—2007年間的累計影響為0.64噸/萬元。1997—2007年第一產業部門（主要為農業部門）份額下降了約8.5%，第二產業（主要為工業）和第三產業部門的的份額分別上升了約5%和4%。最終產品需求結構中二、三產業部門份額的上升，尤其使工業部門份額的上升，使得CO2排放強度增加。

（4）最終需求分配結構

1997—2007年間最終需求分配結構的變化使CO2完全排放強度有明顯的降低，但各階段影響方向不一。1997—2002年間，使CO2完全排放強度下降了2.14噸/萬元，平均貢獻率為14.65%。2002—2007年間，使其上升1.30噸/萬元，平均貢獻率為12.35%，成為2002—2005年階段內CO2完全排放強度上升的主要因素。分析1997—2007年間最終需求分配結構發現，流出（包括出口及地區間流出）占最終需求的比重1997—2002年間明顯下降，由52.42%下降至35%，2002—2007年間內不斷上升，在2007年達到53.52%。在流出產品中，80%以上為工業部門產出。產品的流出促進了江蘇省的經濟發展，但是也在客觀上推動了高能耗產業的擴張和發展，增加了CO2完全排放強度。

三、總結

江蘇省CO2完全排放強度在1997—2002年及2005—2007年呈現下降趨勢，在2002—2005年出現小幅度上漲。反映能源使用效率的CO2直接排放強度的下降是降低CO2完全排放強度的主要因素。投入技術變動的累計效用雖不明顯，但其有明顯增加CO2完全排放強度的趨勢。最終需求的產品結構總體阻礙了CO2完全排放強度的降低，最終需求分配結構在1997—2002年促進了CO2完全排放強度的降低，在2002—2007年則成為阻礙CO2完全排放強度降低的主要因素。

在未來的實踐中，除了進一步提高能源使用效率外，江蘇省應重視投入技術的影響，使經濟增長方式從粗放型向節約型轉變。同時，優化最終需求產品結構和分配結構，降低工業部門在整個經濟中的比重，減緩高能耗產品的流出，從而促進經濟發展方式的轉變。

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[責任編輯 王 莉]